Андерсон структура металлических катализаторов

Обновлено: 19.09.2024

Катализатор получают, используя стадию введения текстурного промотора, содержащего кремний, в дисперсный активный компонент или его предшественник обработкой последнего гидрированными эфирами кремниевой кислоты либо негидролизованными эфирами кремниевой кислоты, с последующим их гидролизом. Способ позволяет готовить широкий круг катализаторов по достаточно простой технологии, обеспечивающей устойчивость катализаторов к спеканию. 5 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к способам приготовления гетерогенных катализаторов, обладающих повышенной стойкостью к спеканию, в составе которых допустимо содержание соединений кремния.

Проблема спекания является достаточно общей для катализаторов различного назначения, получаемых различными способами. Преимущественно же речь идет о высокопроцентных металлических катализаторах или катализаторах, в которых активными компонентами являются оксиды металлов. Главной особенностью этих катализаторов является присутствие в них активных компонентов (активной фазы) металлов или их сплавов, оксидов металлов или их сплавов в виде высокодисперсной активной твердой фазы, то есть в виде очень мелких частичек или микрокристаллов, которые при термообработке или в процессе эксплуатации катализатора могут спекаться.

Такие катализаторы используются, например, в реакциях гидрирования и гидрогенолиза (металлические Ni, Pd, Pt(Cu), окисления (металлические Ag, Pt, молибдаты металлов), дегидрирования (смешанные полиметаллические оксиды Fe₂O₃, ZnO, Cr₂O₃ и др.), конверсии углеводородов (металлический Ni) и др.

Катализаторы рассматриваемого типа могут быть получены методами осаждения или соосаждения, плавлением, выщелачиванием, методами порошковой металлургии и др. (Ч.Сеттерфильд. Практический курс гетерогенного катализа. 1984, с. 89-126). Обычно одной из заключительных стадий приготовления гетерогенных катализаторов является термообработка, проводимая с целью выжигания веществ, добавляемых для увеличения пористости катализатора (например, сажа, а-целлюлоза и др. высокодисперсные порошки) и упрочнение катализатора - эта операция называется прокаливанием (наиболее распространенная температура прокаливания 500-600 o C) - с целью восстановления металлов из их оксидов (как правило, при температуре 300 - 700 o C).

Если не принимается специальных мер, процесс термообработки катализатора или предшественника катализатора сопровождается спеканием мелкодисперсных кристаллитов металлов или их оксидов. Это приводит к уменьшению удельной поверхности катализатора и снижению его активности, вследствие чего применение данного катализатора оказывается неэффективным. Спекание катализатора может происходить под воздействием повышенных температур и реакционной среды и в процессе работы.

Существуют различные способы приготовления катализаторов, обеспечивающие уменьшение склонности катализатора к спеканию, например путем пропитки. В соответствии с этим методом обычно пористый носитель пропитывают водным раствором одного или нескольких соединений металлов, сушат и полученный катализатор активируют так же, как и осажденные катализаторы. В этом случае содержание активной фазы в катализаторе, как правило, невелико (даже в случае применения многократной пропитки). Катализатор сохраняет форму носителя. Активная фаза распределена в порах носителя по их поверхности в виде тонкодисперсных частиц слабо контактирующих между собой. Благодаря этому частицы не спекаются при термообработке и в процессе работы катализатора. Недостатком данного способа, обеспечивающего снижение склонности катализатора к спеканию, является низкое содержание активного компонента в катализаторе.

Известен способ приготовления гетерогенных катализаторов, содержащий стадию введения в катализатор текстурного промотора (текстурный промотор иногда называют стабилизатором [Дж. Андерсон. Cтруктура металлических катализаторов, 1978, с. 227 - 237]), снижающего склонность катализатора к спеканию. По этому способу процесс приготовления катализатора осуществляют таким образом, что основная масса катализатора состоит из активных веществ. Это так называемые катализаторы без носителя, приготовленные, например, путем сплавления, осаждения или соосаждения гидроксидов активного металла (или металлов) с последующими стадиями разложения и восстановления путем порошковой металлургии, позволяющей получить тонкодисперсные частицы методом травления или восстановительного осаждения и др., а текстурный промотор (или его предшественник) вводят в катализатор методом осаждения на одной из промежуточных стадий приготовления катализатора. В качестве текстурных промоторов обычно используются окислы трудновосстанавливаемых металлов, оксид кремния, углерод и др. Текстурный промотор может также вводиться в катализатор методом соосаждения одновременно с осаждением веществ, содержащих активные компоненты, например, приготовление катализаторов Фишера - Тропша.

Если текстурный промотор вводится в достаточно большом количестве, то он может выполнять также и роль носителя, то есть функцию несущей конструкции катализатора, и в значительной мере определять прочность катализатора. В этом случае катализатор приближается к традиционным нанесенным катализаторам, хотя такие катализаторы также можно считать содержащими промотор.

В качестве конкретного примера способа-прототипа можно указать способ приготовления железомедного катализатора Фишера - Тропша (Катализ в промышленности. Под ред. Б. Лич, 1986, с. 172). В соответствии с этим способом на первых стадиях приготовления катализатора получают предшественник активного вещества в виде смеси гидроксидов железа и меди путем их соосажения из раствора и промывки полученного осадка. Затем вводят предшественник промотора (кремниевой кислоты) путем добавления к осадку раствора силиката калия и последующего его разложения азотной кислотой. Далее полученный осадок вновь промывают. При этом получают тонкодисперсную смесь гидроксидов меди, железа и кремниевой кислоты. Полученную смесь сушат, а затем прокаливают в восстановительной атмосфере, после чего получается железомедный катализатор с текстурным промотором в виде диоксида кремния. В данном конкретном случае в катализатор вводят дополнительный промотор в виде K₂O, а концентрации растворов и их объемы подбирают так, чтобы получить соотношение Fe: SiO₂ = 4. При необходимости количество окиси кремния, вводимое в катализатор указанным способом, может быть иным.

Недостатком указанного способа приготовления катализатора является сложность стадии введения промотора, особенно если предшественником промотора является поликремниевая кислота, образующая коллоиды. Присутствие коллоидов чрезвычайно затрудняет отмывку катализатора.

Кроме того, метод осаждения с кремниевой кислотой связан с применением растворов силикатов, содержащих щелочные металлы, которые способствуют спеканию активной фазы катализатора. Тщательная же отмывка этих соединений приводит к дополнительным затратам и экологическим проблемам, связанным с очисткой больших объемов сточных вод, содержащих малые количества вредных примесей.

Изобретение решает задачу приготовления гетерогенных катализаторов, обладающих повышенной устойчивостью к спеканию. Задача решается следующим образом. По любой известной методике готовят высокодисперную твердую фазу, содержащую активные вещества или их предшественники, в которую вводят текстурный промотор в виде оксида кремния или его предшественника путем обработки высокодисперсной твердой фазы гидролизованными эфирами кремниевой кислоты либо негидролизованными эфирами кремниевой кислоты с последующим их гидролизом. До необходимой кондиции катализатор доводят термической обработкой в соответствующей атмосфере. Таким образом, обработка эфирами кремниевой кислоты осуществляется до стадии термообработки тонкодисперсных активных веществ или их предшественников. В качестве эфиров кремниевой кислоты предлагается использовать тетраэтоксисилан или тетраметоксисилан.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. (для сравнения). Никелевый катализатор получен восстановлением закиси никеля в среде водорода при температуре 550 o C. Перед операцией восстановления удельная поверхность оксида никеля составляла 180 м 2 /г, после восстановления удельная поверхность катализатора составила 20 м 2 /г.

Пример 2. Катализатор получают так же, как в примере 1, но перед восстановлением закись никеля смешивают с тетраэтоксисиланом (ТЭС) в пропорции NiO: ТЭС= 12:1,7 по весу и этанолом в количестве, необходимом для достижения кашеобразной массы. Затем полученную кашеобразную массу выдерживают над 25%-ным водным раствором аммиака в течение часа, а затем сушат на воздухе при температуре 70 o C и восстанавливают как в примере 1.

В результате получен катализатор, содержащий 95% Ni, и 5% SiO₂, с удельной поверхность 52 м 2 /г.

Пример 3. Катализатор получают так же, как в примере 2, но закись никеля и ТЭС берут в соотношении NiO:ТЭС-11:5,2 по весу.

В результате получен катализатор, содержащий 85% Ni и 15% SiO₂, с удельной поверхностью 191 м 2 /г.

Пример 4. Катализатор готовят смешением порошка гидроксида железа 3 с удельной поверхностью 120 м 2 /г и ТЭС в пропорции Fe(OH):ТЭС=17,3:3,5 по весу. Далее проводят операции как в примере 2, но восстановление в среде водорода ведут при температуре 350 o C.

В результате получен катализатор, содержащий 90% Fe и 10% SiO₂, с удельной поверхностью 180 м 2 /г.

Пример 5. Катализатор готовят так же, как в примере 4, но гидроокись железа и ТЭС берут в соотношении Fe(OH):ТЭС=14,5:8,5 по весу.

В результате получен катализатор, содержащий 75% Fe и 25% SiO₂, с удельной поверхностью 290 м 2 /г.

Пример 6. Катализатор готовят так же, как в примере 4, но гидроокись железа и ТЭС берут в соотношении Fe(OH):ТЭС=12,5:12 по весу.

В результате получен катализатор, содержащий 65% Fe и 35% SiO₂, с удельной поверхностью 380 м 2 /г.

Пример 7 (для сравнения). Предшественник катализатора, представляющий собой закись кобальта с удельной поверхностью 156 м 2 /г, полученный путем разложения гидроокиси, прокаливают на воздухе при температуре 600 o C в течение 3 ч.

Удельная поверхность полученного после прокалки катализатора составила 10 м 2 /г.

Пример 8. Катализатор получают в соответствии со способом, описанным в примере 7, но перед прокалкой закись кобальта смешивают с ТЭС в пропорции CoO: ТЭС= 10:3,5 по весу и этанолом в количестве, необходимом для достижения кашеобразной массы.

В результате получен катализатор, содержащий 90% CoO и 10% SiO₂, с удельной поверхностью 83 м 2 /г.

Пример 9. (для сравнения). Предшественник катализатора, окись меди с удельной поверхностью 96 м 2 /г, полученную путем разложения гидроокиси, восстанавливают водородом при температуре 400 o C.

В результате получен катализатор, содержащий 100% CuO, с удельной поверхностью 7 м 2 /г.

Пример 10. Катализатор получают в соответствии со способом, описанным в примере 9, но перед восстановлением оксид меди смешивают с предварительно частично гидролизованным ТЭС в пропорции CuO:ТЭС=12,5:3,5 по весу и этанолом в количестве, необходимом для достижения кашеобразного состояния смеси, причем частично гидролизованный ТЭС получают смешением ТЭС, воды и соляной кислоты в соотношении 50 мл ТЭС+2 мл H₂O+0,5 мл 40% HCl. Далее полученную кашеобразную массу сушат при комнатной температуре и восстанавливают аналогично способу, описанному в примере 9.

В результате получен катализатор, содержащий 90% Cu и 10% SiO₂, с удельной поверхностью 54 м 2 /г.

Пример 11. Катализатор готовят в соответствии со способом, описанным в примере 3, но в качестве эфира кремниевой кислоты применяют тетраметоксисилан (ТМС), а вещества берут в пропорции NiO:ТМС=11:4,7 по весу.

В результате получен катализатор, содержащий 85% Ni и 15% SiO₂, с удельной поверхностью 182 м 2 /г.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет готовить широкий круг катализаторов по достаточно простой технологии, обеспечивающей устойчивость катализаторов к спеканию, и может найти применение в производстве промышленных гетерогенных катализаторов.

Источники информации 1. Сеттерфильд Ч. Практический курс гетерогенного катализа.-М.: Мир, 1984.

2. Справочник азотчика.

3. Андерсон Дж. Структура металлических катализаторов.-М.: Мир, 1978.

4. Катализ в промышленности /Под ред. Б.Лич.-М.: Мир, 1986.

1. Способ приготовления катализаторов, включающий операции введения в их состав текстурного промотора, содержащего кремний, термическую обработку, отличающийся тем, что текстурный промотор вводят путем обработки веществ, содержащих активный компонент или его предшественник, эфирами кремниевой кислоты.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что текстурный промотор вводят путем пропитки веществ, содержащих активный компонент или его предшественник, органическими эфирами кремниевой кислоты и последующего их гидролиза.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что текстурный промотор вводят путем пропитки веществ, содержащих активный компонент или его предшественник, органическими растворами частично или полностью гидролизованных эфиров кремниевой кислоты.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что текстурный промотор вводят на стадии, предшествующей по крайней мере стадии термообработки веществ, содержащих активные компоненты.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве эфира кремниевой кислоты используют тетраэтоксисилан.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве эфира кремниевой кислоты используют тетраметоксисилан.

Изобретение относится к алкилированию алифатических углеводородов в присутствии кислотного катализатора и к самому катализатору

Изобретение относится к области очистки газов от вредных примесей и может быть использовано для приготовления катализатора, применяемого для очистки газовых смесей от оксида углерода в системах коллективной и индивидуальной защиты органов дыхания и выбросах промышленных предприятий, для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания, а также для других индустриальных и природоохранных целей

Изобретение относится к технологии приготовления катализаторов, применяемых для обезвреживания отходящих промышленных газов, содержащих углеводороды и/или оксид углерода

Изобретение относится к области очистки газов от вредных примесей и может быть использовано, в частности, для приготовления катализатора, применяемого для очистки газовых смесей от оксида углерода в системах коллективной и индивидуальной защиты органов дыхания и выбросах промышленных предприятий, для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания, а также для других индустриальных и природоохранных целей

Изобретение относится к области основного органического синтеза, в частности к способу приготовления катализатора для получения винилацетета (в.а.) из ацетилена и уксусной кислоты

Изобретение относится к очистке газов от вредных примесей и может быть использовано, в частности, для очистки газовых смесей от оксида углерода в системах коллективной и индивидуальной защиты органов дыхания, а также для других индустриальных и природоохранительных целей

Изобретение относится к нефтепереработке, в частности к способу приготовления катализаторов, предназначенных для использования в гидрогенизационных процессах получения высокоиндексных моторных, электроизоляционных и энергетических базовых масел

Изобретение относится к производству катализаторов для дегидрирования алкилбензолов для получения мономеров, которые используются в производстве каучуков и пластмасс

Изобретение относится к катализаторам на подложке, нанесенным на неорганические носители, следующей формулы (I) для получения этилена, который используется в основных реакциях, включая полимеризацию, сополимеризацию и поликонденсацию в нефтехимической промышленности и в области тонкого органического синтеза, и их приготовлению Ma'Pc/S Кроме того, изобретение относится к новому способу получения этилена путем прямой конверсии метана или очищенного природного газа в присутствии вышеупомянутого катализатора и азота при температуре от примерно 670 до 810oC, предпочтительно в пределах от 710 до 810oC, которая заметно ниже реакционной температуры обычного синтеза углеводорода(ов), путем дегидрирования

Изобретение относится к материалам для осуществления каталитических процессов и может быть использовано в химической, нефтехимической, легкой промышленности, в частности для очистки сточных вод и газовых выбросов от сульфидов

Изобретение относится к производству углерода, предпочтительно нитевидного, и водорода из углеводородов

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано, например, в автомобилестроении при изготовлении каталитического конвертора для уменьшения токсичности выхлопных газов автомобилей

Изобретение относится к каталитически активному гелю окислов кремния - алюминия никеля, методу его получения и применению в процессе димеризации изобутена в альфа- и бета-диизобутен и олигомеризации пропилена в его производные димеры и тримеры

Изобретение относится к области гетерогенного катализа, а именно к катализатору и способу приготовления катализатора для селективного гидрирования диеновых и ацетиленовых углеводородов в олефины

Изобретение относится к области химии, а именно к приготовлению катализаторов для сжигания топлива в каталитических нагревателях

Изобретение относится к подготовке катализаторов для дегидрирования олефиновых, алкилароматических и алкилпиридиновых углеводородов, в частности, к активации катализатора на основе оксида железа, промотированного различными добавками

Изобретение относится к области каталитического сжигания топлива, а именно к сжиганию газообразного углеводородного топлива в каталитических нагревателях

Изобретение относится к области производства гетерогенных катализаторов жидкофазного окисления сульфидной серы сульфатного белого щелока в полисульфидную в процессе получения полисульфидного варочного раствора и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности в технологии получения целлюлозы полисульфидным методом

Катализ

Катализ в органической химии (ред. Рубинштейн А. М.) 17.02.2014
В период 1948—1952 годы в США выпущено под редакцией Франкенбурга четыре тома сборников из серии «Advances in catalysis and related subjects», содержащие статьи, написанные крупными, преимущественно американскими, учеными. Эта серия дает возможность судить о состоянии теории катализа за рубежом. В настоящую книгу из этого издания отобраны следующие статьи, касающиеся механизма и катализаторов важнейших органических реакций: Изомеризация алканов; Механизм полимеризации алкенов; Алкилирование изопарафинов; Каталитический крекинг чистых углеводородов; Химическая характеристика и структура катализаторов крекинга; Катализ фтористым водородом; Никель-сульфидные катализаторы. Ценность книги заключается в том, что в ней разбираются актуальные вопросы катализа.
4.87М, РУС.

Катализ в высшей школе. Выпуск 1. Часть 2 (ред. Баландин А. А.) 17.02.2014
«Электрохимические методы исследования катализа в пределах своей применимости дают такие результаты, которые другими методами не могут быть получены. Эти методы основаны на измерении потенциала катализатора в присутствии жидкой фазы. Измеряя в процессе реакции потенциал катализатора, легко определить изменение электромоторноактивных веществ на его поверхности, ибо потенциал является весьма чувствительным индикатором к таким изменениям и реагирует на них практически мгновенно. » Настоящий выпуск продолжает рассказывать про катализ в высшей школе.
4.58М, РУС.

Технический анализ в производстве промежуточных продуктов и красителей (Ластовский Р. П.) 14.02.2014
В книге изложены основные аналитические методы, применяемые в производстве промежуточных продуктов и красителей. Приведены методики анализа неорганического и органического сырья, а также наиболее важных промежуточных продуктов и красителей. Книга может служить руководством для лаборантов анилинокрасочной промышленности, а также справочным пособием для работников научно-исследовательских институтов и инженеров как анилинокрасочной, так и других отраслей промышленности органического синтеза (химико-фармацевтической, тонкой химической технологии и др.).
3.44М, РУС.

Катализ в неорганической и органической химии. Книга 1 (Беркман С. и др.) 14.02.2014
Широкое применение катализа в промышленности в последние 20—25 лет привело к огромным масштабам исследований в этой области химии. Предлагаемая вниманию советского читателя монография Беркман, Моррелл и Эглофф «Катализ в неорганической и органической химии» содержит обзор научной и патентной литературы по катализу до 1939 г. Громадный материал, собранный авторами, к сожалению, не подвергнут ими необходимой критической оценке и не везде выделено главное. Очень большое место отведено описанию американских работ, что не соответствует их значению. Неполно освещены работы ученых нашей страны; между тем наиболее крупный вклад в развитие катализа внесли именно они. С полным правом можно утверждать, что катализ родился в России и развился в самостоятельную, большую научную дисциплину в СССР. Для и.
15.35М, РУС.

Катализ в производстве серной кислоты (Боресков Г. К.) 14.02.2014
Книга представляет собой монографию, предназначенную для научных работников, проектировщиков, инженеров-эксплуатационников, работающих в области контактного производства серной кислоты и в других отраслях промышленности, где осуществляются процессы гетерогенного катализа. В монографии основные закономерности процесса каталитического окисления двуокиси серы освещены в непосредственной связи с решаемыми на их основе практическими задачами (выбор состава и формы катализатора, подбор оптимального режима процесса, разработка конструкций контактных аппаратов и др.). Теоретические положения изложены в настолько общей форме, что могут быть распространены н на другие процессы технического катализа.
4.4М, РУС.

Жидкое топливо и война (Эйдус Я. Т.) 25.01.2010
В современной войне приходят в движение десятки тысяч самолетов, автомашин и танков, сотни и тысячи морских кораблей и подводных лодок. Это вызывает огромный рост потребления жидкого, твердого и газообразного топлива. В период подготовки к войне, но еще больше — во время войны, вопрос о запасах топлива вообще и горючего для моторов внутреннего сгорания в особенности является одной из основных проблем для воюющих стран. Одновременно с этим приобретает первостепенное значение вопрос об изыскании новых сырьевых источников и новых методов производства моторного топлива. Теперь, когда наш Советский Союз ведет священную Отечественную войну против немецко-фашистских захватчиков, все больше возрастает интерес к способам получения искусственного горючего. Настоящий очерк ставит своей целью в научно.
2.96М, РУС.

Структура металлических катализаторов (Андерсон Дж.) 06.10.2007
Книга, написанная известным австралийским ученым-каталитиком, посвящена вопросу, приобретающему все большее практическое значение, в частности в связи с энергетическим кризисом и необходимостью контроля за загрязнением окружающей среды. В ней рассматриваются структура металлических катализаторов существующих типов и особенности применения таких катализаторов, используемых и в чисто исследовательских целях, и в современной промышленной практике. Значительное внимание в книге уделено наименее изученной в настоящее время проблеме – структуре поверхности металлов-катализаторов и методам ее исследования. Книга предназначена для химиков-каталитиков и специалистов научных и промышленных лабораторий, работающих в области химии и физики твердого тела; ее можно рекомендовать также студентам и аспира.
13.97М, РУС.

Катализ. Химия и механизм. Т. 2 (Рабо Дж.) 06.10.2007
Книга посвящена исследованию цеолитов физико-химическими методами и применению их в качестве катализаторов многих важнейших процессов, в том числе и нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Об актуальности проблемы свидетельствует успех книги Д. Брека «Цеолитовые молекулярные сита», редактор и автор одной из глав настоящей коллективной монографии Дж. Рабо внес большой вклад в разработку цеолитовых катализаторов и развитие теоретических представлений о природе каталитического действия цеолитов. В русском издании книга выходит в двух томах. Второй том монографии посвящен катализу на цеолитах. Предназначается для широкого круга исследователей и инженерно-технических работников. Прислал: I. Krukovsky.
12.99М, РУС.

Практический курс гетерогенного катализа (Сетеррфилд Ч.) 06.10.2007
В книге известного ученого из США в лаконичной форме изложены обширные данные о гетерогенном катализе, основных типах катализаторов, имеющих промышленное значение. Практическим приложением является 75 задач, в которых читателю предоставляется возможность дать свою интерпретацию результатам определенного экспериментального исследования, оценить степень значимости катализаторов, эффекторов и т. д. Для химиков широкого профиля – работников научно-исследовательских институтов и заводских лабораторий, студентов химико-технологических вузов. Прислал: I. Krukovsky.
15.56М, РУС.

Химическая кинетика и катализ (Панченков Г. М., Лебедев В. П.) 06.10.2007
Книга является третьим изданием учебного пособия по химической кинетике и катализу. В книге рассмотрены формальная кинетика химических реакций, общие закономерности распада и образования молекул, основы теории столкновений и переходного состояния, теория моно- и тримолекулярных реакций, кинетика реакций в растворах, теория цепных, фотохимических и гетерогенных реакций, элементы макрокинетики, кинетика химических реакций под действием излучений высокой энергии, современные теории гомогенных и гетерогенных каталитических реакций, кинетика ферментативных реакций, реакций образования высокомолекулярных соединений, плазмохимических реакций. Учебное пособие предназначено для студентов химических факультетов университетов и химико-технологических вузов; будет полезно также для аспирантов, инженер.
16.25М, РУС.

Технология катализаторов (Мухленов И. П. и др.) 06.10.2007
В книге изложена теория гетерогенного катализа, рассмотрены кинетика и технология каталитических процессов. Подробно описаны важнейшие типы промышленных катализаторов, основные методы их приготовления, типовые технологические схемы производства катализаторов и основное оборудование. Во второе издание внесен ряд изменений и дополнений в связи с возросшим ассортиментом промышленных катализаторов и развитием каталитических процессов. Рассмотрены реакторы кипящего и фильтрующего слоев; описаны цеолитсодержащие алюмосиликатные катализаторы крекинга; даны современные методы исследования контактных масс и пр.
9.89М, РУС.

Введение в кинетику гетерогенных каталитических реакций (Киперман С. Л.) 06.10.2007
В монографии излагаются общие вопросы кинетики гетерогенных каталитических реакций, ее особенности и взаимосвязь кинетики и термодинамики процесса, обсуждаются закономерности отдельных стадий каталитических процессов, соотношение кинетики прямой и обратной реакций, кинетические уравнения процессов в идеальных и реальных адсорбированных слоях, рассматриваются вопросы об оптимальных условиях реакций и об оптимальном катализаторе. В заключение дается анализ особенностей различных экспериментальных методов изучения кинетики и проводится их сопоставление. Изложение дается в основном с точки зрения представлений о протекании реакций в реальных адсорбированных слоях. Прислал: I. Krukovsky.
21.44М, РУС.

Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов (Карнаухов А. П.) 06.10.2007
После краткого изложения теоретических основ физической адсорбции и более подробного – теории капиллярной конденсации описаны экспериментальные методы моделирования пористых материалов. Описаны современные методы изучения их текстуры. Книга рассчитана на научных сотрудников, аспирантов, специалистов в области физической химии, а также на инженеров и работников заводских лабораторий тех производств, в которых используются пористые материалы. Прислал: I. Krukovsky.
13.57М, РУС.

Катализ в С1-химии (Кайм В.) 06.10.2007
Курс лекций, прочитанных ведущими специалистами на семинаре, организованном ЕЭСи, посвященном актуальной проблеме использования соединений с одним углеродным атомом (СН4, СО, СО2) для улучшения моторных топлив и органических продуктов не на основе нефтяного сырья. Рассмотрены механизмы реакций, использование гомогенных металлокомплексных катализаторов, вопросы промышленного использования. Рассчитана на научных и инженерно-технических работников, специализирующихся в области углехимии и синтеза органических веществ. Прислал: I. Krukovsky.
8.51М, РУС.

Андерсон Дж. Структура металлических катализаторов

Книга, написанная известным австралийским ученым-каталитиком, посвящена вопросу, приобретающему все большее практическое значение, в частности в связи с энергетическим кризисом и необходимостью контроля за загрязнением окружающей среды. В ней рассматриваются структура металлических катализаторов существующих типов и особенности применения таких катализаторов, используемых и в чисто исследовательских целях, и в современной промышленной практике. Значительное внимание в книге уделено наименее изученной в настоящее время проблеме – структуре поверхности металлов-катализаторов и методам ее исследования. Книга предназначена для химиков-каталитиков и специалистов научных и промышленных лабораторий, работающих в области химии и физики твердого тела; ее можно рекомендовать также студентам и аспирантам соответствующих специальностей.

Дзисько В.А., Карнаухов А.П., Тарасова Д.В. Физико-химические основы синтеза окисных катализаторов

формат djvu
размер 5.25 МБ
добавлен 12 октября 2011 г.

Новосибирск, «Наука», 1978. 384 с. Книга посвящена научному обоснованию синтеза катализаторов. Излагаются закономерности формирования химического и фазового состава, поверхности и пористой структуры простых и бинарных окисных систем. Обсуждаются практическое постоянство минимального размера частиц, позволяющее оценить максимально возможные величины удельных поверхностей катализаторов, и причины отклонения реальной величины поверхности от ее макси.

Колесников И.М. Катализ и производство катализаторов

формат pdf
размер 11.61 МБ
добавлен 06 сентября 2011 г.

М.:"Техника", 2004. - 400 с. Общие сведения о катализе Гомогенные каталитические процессы Введение в кристаллохимию твердых тел Научные основы гетерогенного катализа Физико-химические свойства катализаторов Способы приготовления твердых катализаторов и адсорбентов Производство адсорбентов и носителей Производство цеолиталюмосиликатных катализаторов крекинга Технология катализаторов гидроочистки Производство катализаторов гидрирования-дегидрирова.

Комаров В.С. Структура и пористость адсорбентов и катализаторов

формат djvu
размер 6.57 МБ
добавлен 04 апреля 2011 г.

Минск. Наука и техника 1988, 288 с. В монографии рассмотрены физико-химические основы методов синтеза твердых тел с заранее заданной пористой структурой, разработанных автором. Показано влияние ультразвуковой обработки, условий обезгаживания, замораживания-оттаивания гидрогелей и солевых растворов на характер адсорбционно-структурных параметров получаемых адсорбентов и катализаторов. Детально разработаны теоретические основы и методы получения.

Плясова Л.М. Введение в рентгенографию катализаторов

формат doc
размер 762.23 КБ
добавлен 04 января 2011 г.

Новосибирск: Институт катализа СО РАН им. Г. К. Борескова, 2001. – 69 с. В пособии кратко изложен материал, необходимый для понимания методов рентгенографии, используемых для первичной характеристики фазового состава и дисперсности гетерогенных катализаторов, а также дается понятие о возможностях прецизионных методов современной порошковой рентгенографии, необходимых при более детальном исследовании структурных характеристик катализаторов. Для ст.

формат doc
размер 1.4 МБ
добавлен 26 декабря 2011 г.

Новосибирск, Институт катализа им. Г.К. Борескова, 2010, 58 стр., 22 ил., 70 библиогр. В пособии кратко изложен материал, необходимый для понимания методов рентгенографии, используемых для первичной характеристики фазового состава и дисперсности гетерогенных катализаторов, в том числе бифункциональных оксидных систем, а также дается понятие о возможностях прецизионных методов современной порошковой рентгенографии, необходимых при более детальном.

формат pdf
размер 1.22 МБ
добавлен 26 декабря 2011 г.

Старцев А.Н. Сульфидные катализаторы гидроочистки: синтез, структура, свойства

формат djvu
размер 2.56 МБ
добавлен 10 марта 2011 г.

Новосибирск. Акад. изд_во "Гео". 2007. 206 с. Введение Анализ методов приготовления сульфидных катализаторов гидрообессеривания Структура активного компонента сульфидных катализаторов гидрообессеривания Механизм реакции гидрогенолиза С-S- связи Гидрирование ароматических углеводородов на сульфидных катализаторах Заключение

Танабе К. Катализаторы и каталитические процессы

формат djvu
размер 1.93 МБ
добавлен 06 ноября 2010 г.

М.: Мир, 1993, 176 стр. Книга автора из Японии посвящена одному из важнейших разделов физической химии - катализу и катализаторам. Дана классификация каталитических процессов, описаны свойства и структура полупроводниковых, металлических, оксидных катализаторов, а также каталитические свойства кислот, оснований и солей. Рассмотрены реакции синтеза аммиака, дегидрирования олефинов, кислот, спиртов и др., получения синтез-газа, ожижения угля, ферме.

Франкенбург В.Г., Комаревский В.Л., Ридил Е.К. (ред.) Катализ в органической химии

формат djvu
размер 4.87 МБ
добавлен 04 июля 2011 г.

М. Издатинлит. 1953. 322 с. Изомеризация алканов Механизм полимеризации алкенов Алкилирование изопарафинов Каталитический крекинг чистых углеводородов Химическая характеристика и структура катализаторов крекинга Катализ фтористым водородом Каталитическое окисление ацетилена в воздухе при производстве кислорода Никель-сульфидные катализаторы

Цыбульский А. Structured Catalysts and Reactors (Структурированные катализаторы и реакторы)

формат pdf
размер 21.89 МБ
добавлен 13 апреля 2011 г.

2-е издание. CRC Press 2005, 856 p. (язык издания - английский) Интерес к структурированным катализаторам неуклонно растет в связи с тем, что уже давно доказаны потенциальные преимущества этого типа катализаторов. Второе издание книги, выпущенной в 1998 году, пополнено последними научными данными о применении структурированных катализаторов и реакторов в промышленности и представляет подробную информацию во всех аспектах синтеза и применения стру.

В монографии рассмотрены физико-химические основы методов синтеза твердых тел с заранее заданной пористой структурой, разработанных автором. Показано влияние ультразвуковой обработки, условий обезгаживания, замораживания-оттаивания гидрогелей и солевых растворов на характер адсорбционно-структурных параметров получаемых адсорбентов и катализаторов. Детально разработаны теоретические основы и методы получения механически прочных пористых носителей для высокотемпературных катализаторов, а также высокопористых катализаторов со шпинельной и перовскитовой структурой. Описаны методы получения пористых фосфатов.
Предназначена для научных и инженерно-технических работников занимающихся получением и применением адсорбентов и катализаторов.

Монография моего научного руководителя.

формат pdf
размер 14.68 МБ
добавлен 26 апреля 2009 г.

Ильин А.П. (ред.) Научные основы приготовления катализаторов. Творческое наследие и дальнейшее развитие работ профессора И.П. Кириллова

формат pdf
размер 3.47 МБ
добавлен 23 сентября 2011 г.

Монография. - Иваново, ИГХТУ, 2008. - 156 с. Монография обобщает работы сделанные на кафедре технологии неорганических веществ в направлении, одним из основателей которого явился И.П.Кириллов: «Теория и практика гетерогенно-каталитических процессов в основной химической промышленности». Приведены обзоры результатов исследований, направленных на создание научных основ приготовления катализаторов и сорбентов. Целью работ являлось научное обоснов.

Линсен Б.Г. (ред) Строение и свойства адсорбентов и катализаторов

формат pdf
размер 32.89 МБ
добавлен 22 января 2011 г.

М.: Мир. 1973. - 648 с. Книга, изданная в связи с 70-летием де Бура и посвященная этому крупнейшему исследователю в области неорганической и физической химии, написана его учениками и сотрудниками. В ней изложены научные достижения школы де Бура, оказавшей большое влияние на развитие науки об абсорбции и науки о катализе, а также рассмотрено современное состояние исследований в области приготовления, структуры и применения многих распространенных.

формат djvu
размер 25.67 МБ
добавлен 18 апреля 2011 г.

М.: Мир. 1973. - 648 с. (djvu c текстовым OCR слоем) Книга, изданная в связи с 70-летием де Бура и посвященная этому крупнейшему исследователю в области неорганической и физической химии, написана его учениками и сотрудниками. В ней изложены научные достижения школы де Бура, оказавшей большое влияние на развитие науки об абсорбции и науки о катализе, а также рассмотрено современное состояние исследований в области приготовления, структуры и приме.

Неймарк И.Е. Синтетические минеральные адсорбенты и носители катализаторов

формат djvu
размер 6.8 МБ
добавлен 19 апреля 2011 г.

Киев: Наукова думка 1982 , 216 с. В монографии обобщены результаты теоретических и экспериментальных исследований в области синтеза, изучения свойств и применения окисных минеральных одно- и двухкомпонентных адсорбентов и носителей катализаторов. Основное внимание уделено синтезу как индивидуальных, так и смешанных адсорбентов с заданной пористой структурой и химической природой поверхности. Изложены теоретические основы формирования пористой стр.

Паукштис Е.А. Инфракрасная спектроскопия в гетерогенном кислотно-основном катализе

формат djvu
размер 3.3 МБ
добавлен 22 февраля 2011 г.

Новосибирск, Наука, Сибирское отделение, 1992, ISBN 5-02-029281-8, 255 с, Табл. 34, Ил. 130. Библиогр. : 614 назв. Монография посвящена применению ИК-спектроскопии адсорбированных молекул к исследованию кислотно-основных процессов на поверхности катализаторов. Описаны количественные методики определения силы и концентрации центров, основанные на использовании ИК-спектроскопии. Представлены данные о свойствах льюисовских и бренстедовских кислотн.

Способ получения металловолокнистого катализатора на основе никеля

Изобретение относится к химической, пищевой и лакокрасочной областям промышленности и может быть использовано как в жидкофазных, так и газофазных каталитических процессах. Способ заключается в получении металловолокнистого катализатора на основе никеля путем плавления сплава и погружения в него вращающегося охлаждаемого диска для экстракции его кромками волокон затвердевшего металла, при котором согласно изобретению в сплав предварительно вводят алюминий в количестве 0,5-20 мас.%, а полученные волокна подвергают выщелачиванию на глубину (0,01-0,1)d_экв, где d_экв - эквивалентный диаметр волокна. Технический результат: предложенный способ обеспечивает получение металловолокнистого катализатора, обладающего высокой удельной активностью. 1 табл.

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к способу получения металловолокнистого катализатора на основе никеля. Катализатор, получаемый в результате использования предлагаемого изобретения, может быть использован в химической, пищевой и лакокрасочной областях промышленности, как в жидкофазных, так и газофазных каталитических процессах.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является способ получения металловолокнистого катализатора на основе никеля, включающий плавление сплава, погружение в него вращающегося охлаждаемого диска и получение металловолокона путем экстракции затвердевшего на кромках диска тонкого слоя металла (метод высокоскоростного затвердевания расплава - ВЗР) (см. В.А. Васильев и др. Высокоскоростное затвердевание расплава. Теория, технология и материалы. М.: СП ИНТЕРМЕТ ИНЖИНИРИНГ, 1998, с.369-371). Режимы процесса получения: скорость вращения диска 1000 об/мин, перегрев расплава над температурой плавления 250 К. Процесс осуществляется в среде аргона. В известном способе получают частицы сплава игольчатой и чешуйчатой формы. При этих параметрах процесса формирования металлических частиц их толщина составляет 100-180 мкм. Недостатками полученного таким способом металловолокнистого катализатора на основе никеля являются низкая удельная поверхность на уровне 0,1-1 2 /г и узкая область применения катализатора.

Задачей изобретения является увеличение удельной поверхности металловолокна катализатора и, как следствие, увеличение удельной активности всего катализатора.

Сущность изобретения заключается в получении металловолокнистого катализатора на основе никеля путем плавления сплава и погружения в него вращающегося охлаждаемого диска для экстракции его кромками волокон затвердевшего металла, в котором согласно изобретению в сплав предварительно вводят алюминий в количестве 0,5-20 мас.%, а полученные волокна подвергают выщелачиванию на глубину (0,01-0,1)d_экв, где d_экв - эквивалентный диаметр волокна.

Введение в сплав алюминия позволяет удалять его в результате щелочной обработки с поверхности волокон. Щелочная обработка поверхности волокон дает увеличение удельной поверхности металловолокнистого катализатора и, как следствие, увеличение его удельной активности. Получающиеся в результате быстрозакристаллизованные волокна могут непосредственно применяться в качестве металловолокнистых катализаторов в жидкофазных и газофазных каталитических процессах. Кроме того, катализаторы данного типа могут быть использованы для получения катализаторных блоков в реакторах с регулярной пространственной структурой.

Таким образом, использование этого метода позволяет получить быстрозакристаллизованный материал, который может непосредственно использоваться в качестве катализатора с высокой активностью за счет особых условий формирования структуры материалов при высокоскоростном затвердевании расплава и последующего выщелачивания, а также форма катализатора в виде волокон обеспечивает возможность получения катализаторных блоков для реакторов с регулярной пространственной структурой, что обеспечивает возможность исключения ряда недостатков, присущих катализаторам, полученным традиционными методами.

В результате применение катализаторов, полученных предлагаемым методом, вместо катализаторов, полученных по традиционным технологиям, позволяет повысить эффективность и долговечность работы каталитического реактора, а именно: - значительно повысить компактность реакционной зоны каталитического реактора; - исключить использование фильтров для улавливания мелкодисперсных частиц катализатора; - обеспечить требуемую газопроницаемость катализатора; - исключить влияние диффузионного торможения; - исключить спекание катализатора;
- полностью использовать каталитическую массу.

ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Получение металловолокон на основе никеля.

Металлические волокна были получены методом экстракции висящей капли расплава (ЭВКР), являющимся разновидностью метода ВЗР. Сплавы на основе никеля, содержащие алюминий, плавили с образованием висящей капли расплава, которая соприкасалась с внешней кромкой диска-кристаллизатора, и затвердевший материал вытягивали из расплава в виде волокна. В данном примере осуществляли верхнюю подачу расплава к диску. В методе ЭВКР температура висящей капли расплава соответствует температуре плавления используемого материала. Волокно получали в вакууме с остаточным давлением в камере 5-10 -3 Па. При этом использовали медный диск-кристаллизатор, извлекающий волокно из расплава. В результате были получены тонкие однородные волокна, имеющие форму поперечного сечения, близкую к эллипсу. При этом каталитические волокна, полученные в указанных режимах реализации способа ЭВКР, состоят из микрокристаллической метастабильной фазы.

Операция выщелачивания алюминия из металловолокон.

Процесс выщелачивания алюминия из поверхностного слоя металловолокон осуществляли дозировано 3-4%-ным водным раствором КОН на заданные глубины выщелачивания, для чего в каждом конкретном случае подбирали свои режимы (концентрацию щелочи и время выщелачивания).

Определение каталитической активности образцов металловолокнистых катализаторов в жидкофазных каталитических реакциях.

Определение каталитической активности образцов металловолокнистых катализаторов в жидкофазных каталитических реакциях проводили на примере гидрирования нитробензола и динитротолуолов при атмосферном давлении и температуре 60 o С. Опыты проводили в стандартном стеклянном лабораторном реакторе. Результаты испытаний приведены в таблице.

В результате проведенных экспериментов установлено, что металловолокнистый катализатор на основе никеля с заданными характеристиками получается только при содержании алюминия в указанных пределах, а именно 0,5-20 мас.%.

В случае, если содержание алюминия меньше указанных пределов, то необходимое для повышения удельной активности катализатора увеличение удельной поверхности волокон не будет достигнуто; если содержание алюминия больше указанных пределов, то механические характеристики металловолокнистого катализатора не будут сохранены на требуемом уровне.

В результате проведенных экспериментов установлено, что металловолокнистый катализатор на основе никеля с заданными характеристиками получается только при глубине выщелачивания, равной (0,01-0,1)d_экв, где d_экв - эквивалентный диаметр волокна.

В случае если глубина выщелачивания алюминия из поверхности волокон будет меньше заявляемых пределов, то необходимое для повышения удельной активности катализатора увеличение удельной поверхности волокон не будет достигнуто; если глубина выщелачивания алюминия из поверхности волокон будет выше заявляемых пределов, то механические характеристики металловолокнистого катализатора не будут сохранены на требуемом уровне.

Поэтому для оптимального сочетания каталитических и механических свойств металловолокнистого катализатора необходимо, чтобы содержание алюминия и глубина выщелачивания соответствовали указанным пределам.

Это позволяет сделать вывод о том, что указанные пределы содержания алюминия и глубины выщелачивания относятся к существенным признакам данного изобретения, и если они будут выходить за указанные пределы, то необходимые характеристики не будут достигнуты, т.е. технический результат в изобретении не будет получен.

При проведении патентных исследований не обнаружены решения, идентичные заявляемому способу получения металловолокнистого катализатора, следовательно, предложенное решение соответствует критерию "новизна". Считаем, что сущность изобретения не следует явным образом из известных решений, а следовательно, предлагаемое изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень". Считаем, что сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления изобретения.

Предложенный способ обеспечивает получение металловолокнистого катализатора, обладающего высокой удельной активностью.

Способ получения металловолокнистого катализатора на основе никеля, включающий плавление сплава и погружение в него вращающегося охлаждаемого диска для экстракции его кромками волокон затвердевшего металла, отличающийся тем, что в сплав предварительно вводят алюминий в количестве 0,5-20 мас. %, а полученные волокна подвергают выщелачиванию на глубину 0,01-0,1 d_экв, где d_экв - эквивалентный диаметр волокна.

PD4A - Изменение наименования обладателя патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

(73) Новое наименование патентообладателя:
Общество с ограниченной ответственностью «ХИМФИСТ» (RU)

(73) Новое наименование патентообладателя:
«МАТИ» - Российский государственный технологический университет им. К.Э. Циолковского (RU)

(73) Новое наименование патентообладателя:
Институт проблем химической физики РАН (RU)

Адрес для переписки:
121552, Москва, ул. Оршанская, 3, патентный отдел МАТИ им. К.Э. Циолковского

MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины заподдержание патента в силе

Читайте также: